(57)【要約】【課題】高記録密度に対応した磁気記録媒体用基板を低コスト・高スループットで製造できる磁気記録媒体用基板用基板の製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る磁気記録媒体用基板の製造方法は、モールド２を基板１の表面に接触させ、基板１の表面に圧力を印加する工程と、基板１の表面にレーザ光３を照射することにより、基板１の表面を加熱してモールド２の表面形状を基板１の表面に転写する転写工程とを包含する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モールドを基板の表面に接触させ、前記基板の表面に圧力を印加する工程と、
前記基板の表面にレーザ光を照射することにより、前記基板の表面を加熱して前記モールドの表面形状を基板の表面に転写する転写工程と、
を包含する磁気記録媒体用基板の製造方法。
【請求項２】
前記転写工程は、前記基板の表面における融点以上の温度まで前記基板の表面を加熱して溶融する工程を含む請求項１に記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。
【請求項３】
前記転写工程は、前記基板の表面におけるガラス転移点以上の温度まで前記基板の表面を加熱して軟化する工程を含む請求項１に記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。
【請求項４】
前記レーザ光に対する前記基板の光吸収係数は、前記レーザ光に対する前記モールドの光吸収係数に比べて大きい請求項１から３のいずれかに記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。
【請求項５】
前記基板は、転写層と、前記転写層を支持する基材とを有しており、
前記転写工程は、前記転写層に前記レーザ光を照射することにより、前記転写層を加熱して前記モールドの表面形状を転写層に転写する工程である請求項１に記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。
【請求項６】
前記転写工程は、前記転写層の融点以上の温度まで前記転写層を加熱して溶融する工程を含む請求項５に記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。
【請求項７】
前記転写工程は、前記転写層のガラス転移点以上の温度まで前記転写層を加熱して軟化する工程を含む請求項５に記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。
【請求項８】
前記レーザ光に対する前記転写層の光吸収係数は、前記レーザ光に対する前記基材の光吸収係数よりも大きい請求項５から７のいずれかに記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。
【請求項９】
前記レーザ光に対する前記モールドの光吸収係数は、前記レーザ光に対する前記転写層の光吸収係数よりも小さい請求項５から８のいずれかに記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。
【請求項１０】
前記レーザ光は、前記モールドを介して照射される請求項５から９のいずれかに記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。
【請求項１１】
前記基板は、シリコンまたはゲルマニウムから形成されている転写層と、前記転写層を支持するガラスから形成されている基材とを有している請求項５から１０のいずれかに記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。
【請求項１２】
前記転写工程は、波長が２００〜３００ｎｍのレーザ光を前記転写層に転写することによって転写層を溶融する請求項５から１１のいずれかに記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。
【請求項１３】
前記モールドは、磁気記録媒体の記録ビットまたは記録トラックに対応した凹凸形状を有している請求項１から１２のいずれかに記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。
【請求項１４】
前記転写層の厚さは、前記モールドに形成された凹凸形状の高さよりも大きい請求項１３に記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれかに記載の製造方法によって得られた磁気記録媒体用基板と、前記基板上に形成された記録層または高透磁率軟磁性層とを備えた磁気記録媒体。
【請求項１６】
前記記録層または高透磁率軟磁性層は、前記磁気記録媒体用基板の表面に転写された形状により、記録ビット単位または記録トラック単位で磁気的に分離された複数の部分を有している請求項１５に記載の磁気記録媒体。
【請求項１７】
モールドを基板の表面に接触させ、前記基板の表面に圧力を印加する圧力印加手段と、
前記基板の表面にレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、
を備えており、
前記レーザ光照射手段により、前記基板の表面を加熱して前記モールドの表面形状を基板の表面に転写する磁気記録媒体用基板の製造装置。
【請求項１８】
モールドを基板の表面に接触させ、前記基板の表面に圧力を印加する工程と、
前記基板の表面にレーザ光を照射することにより、前記基板の表面を加熱して前記モールドの表面形状を基板の表面に転写する転写工程と、
を包含する転写方法。
【請求項１９】
前記基板は、転写層と、前記転写層を支持する基材とを有しており、
前記転写工程は、前記転写層に前記レーザ光を転写することにより、前記転写層を加熱して前記モールドの表面形状を転写層に転写する工程を含む請求項１８に記載の転写方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面が高い精度で平坦化され、必要に応じてナノオーダーレベルの凹凸形状が形成された磁気記録媒体用基板を製造する方法に関している。また、本発明は、このような製造方法によって作製された磁気記録媒体用基板を備えた磁気記録媒体にも関している。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）では、画像や動画などの大容量データを記録するニーズが増加し、また、コンピュータの記憶デバイス用途以外にビデオレコーダーなどの家電製品への用途が急激に拡大している。このため、記憶容量を更に高めた磁気記録媒体を低価格で提供するための技術開発が活発に進められている。
【０００３】
磁気記録媒体の記録密度を向上させるためには、磁気記録媒体に用いられる基板の表面における平坦度を高めるとともに、必要に応じて基板表面にナノオーダーレベルの凹凸形状を意図的に形成することが要求される。
【０００４】
まず、磁気記録媒体用基板の表面における平坦度の向上について説明する。
【０００５】
磁気記録媒体の記録密度が増大すると、磁気ヘッドの浮上量が減少するため、これに対応できるように磁気記録媒体用基板の平坦度は厳しく管理されている。例えば、記録密度が５０Ｇｂｉｔ／平方インチ程度の２．５インチ用基板では、磁気ヘッドのクラッシュを防止するために基板表面の高低差は最大で５μｍ程度に設定されており、非常に高い平坦度が求められている。
【０００６】
更に、上記磁気ヘッドの浮上量を安定に保つためには、磁気記録媒体用基板の面粗さを厳密に制御する必要がある。具体的には、「微小うねり」と呼ばれる、波長が約５０μｍ以上の表面粗さ（Ｗａ）を約０．５ｎｍ以下に抑制したり、原子間力顕微鏡を用いることによって測定し得る短波長成分の表面粗さ（Ｒａ）を約０．５ｎｍ以下に抑制することが要求されている。
【０００７】
また、磁気記録媒体用基板の表面に意図的に形成されるナノオーダーレベルの凹凸形状としては、テクスチャーと呼ばれる数十ｎｍピッチの凹凸形状（円周状の溝）がある。上記テクスチャーを基板の表面に形成することにより、記録層の磁気的異方性が制御されて磁気記録媒体の磁気特性が向上する。
【０００８】
これらの要求を満足する磁気記録媒体用基板を製造するためには、研磨技術を始めとする高度かつ複雑な製造技術が必要であり、また工程数も多くなるため、製造コストが上昇しやすい。
【０００９】
一方、近年、ガラス系材料の基板を用い、ガラス成形技術を応用した磁気記録媒体用基板が開発されている。ガラス系材料は、アルミなどの材料に比べて硬度が高く、熱膨張係数が小さいなどの利点を有しているが、基板毎にテクスチャーを均一に形成するためには、高度な微細加工工程が必要となってコストの上昇を招くことになる。
【００１０】
このような問題を解決するため、特許文献１には、所定の粗さで形成された円周溝を備えた成形用金型（モールド）を用い、このモールドおよびガラス基板を所定温度に加熱してプレスする方法が開示されている。特許文献１の方法によれば、個々のガラス基板に微細加工技術によってテクスチャーを形成する工程が不要となる。
【００１１】
なお、磁気記録媒体の記録密度を向上させるためには、熱擾乱に伴う問題を解決する必要もある。熱擾乱は、磁気記録媒体のビット面積（磁化反転単位）を微細化することによって記録密度を高めた場合に生じる現象であり、磁化反転単位の微細化に伴って磁化異方性エネルギー（磁化を一方向に向けておこうとするエネルギー）も低下するため、磁化の方向をバラバラにしようとする熱エネルギーが無視できなくなり、磁化が反転して記録情報が失われてしまうことをいう。
【００１２】
そこで、磁化反転単位の微細化手段を不要にして熱擾乱を克服し得る媒体として、パターンド媒体（パターンドメディア）またはディスクリートトラック型媒体が提案されている。
【００１３】
パターンド媒体は、磁気記録媒体の記録情報を担う磁性膜をパターニングし、磁気的に孤立化させた上記磁性膜を磁化反転単位とする媒体である。これによれば、磁化反転単位の形状の不均一さに基づくノイズを減らすことができるため、記録密度を高めることができる。一方、ディスクリートトラック型媒体は、磁性膜を記録トラック毎にパターニングし、磁気的に分離した上記磁性膜を磁化反転単位とする媒体である。これによれば、記録トラックの狭小に伴って増加するサイドフリンジ（記録にじみ）と呼ばれるノイズを減らすことができるため、記録密度を上げることができる。
【００１４】
しかしながら、上述したパターンド媒体やディスクリートトラック型媒体では、数百Ｇｂｉｔ／平方インチレベルの高記録密度を達成するために数十ｎｍオーダーの極めて微細なパターニング技術が必要であり、このようなパターンを形成するための加工コスト(フォトリソグラフィおよびエッチング工程などのコスト）が実用化の支障になっている。
【００１５】
近年、ナノメーターレベルのパターニングを低コストで達成し得るインプリント法が盛んに研究されている。インプリント法は、転写対象物に金型（モールド）をプレスすることにより、モールドの表面に形成された形状を転写対象物に転写する方法である。代表的には、レジストを用いる「レジストインプリント法」と、レジストを用いない「加熱式直接インプリント法」がある。
【００１６】
このうち「レジストインプリント法」は、レジストが塗布された基板を用い、モールドをレジストにプレスすることにより、モールドの形状をレジストに転写する方法である。この方法によれば、コスト上昇の主要因であるフォトリソグラフィ工程における露光を省略できるため、前述したパターンド媒体やディスクリートトラック型媒体を低コストで製造することができる（例えば特許文献２を参照）。ただし、パターニングされたレジストをマスクとして用い下地を更にエッチングすることが必要になる。
【００１７】
一方、「加熱式直接インプリント法」は、レジストを用いず、ガラスなどの基板にモールドの表面形状を直接に転写する方法である。特許文献３は、表面に微細な加工溝が形成された成形用金型をガラス基板にプレスすることにより、ナノオーダーレベルの溝を基板の表面に直接的に形成する方法を開示している。
【００１８】
加熱式直接インプリント法によれば、露光工程のみならず、エッチング工程も省略できるため、露光工程のみ省略し得る前記のレジストインプリント法よりもコスト低減効果が大きいと考えられる。
【００１９】
なお、前述した特許文献１の方法も、ガラス基板に直接モールドの形状（テクスチャパターン）を転写しているため、加熱式直接インプリント法に包含される。
【特許文献１】特開２００３−８５７４０号公報
【特許文献２】特開２００３−１６６２１号公報
【特許文献３】特開平９−２４５３４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、前述した加熱式直接インプリント法によれば、露光工程やエッチング工程を省略できるものの、ヒーターなどによって基板やモールドを高温に加熱する必要がある。例えば、ガラス基板の表面にモールドの形状を転写するためには、ガラス転移点から軟化点程度の温度範囲（具体的な温度はガラスの組成などによって変化するが、概ね５００〜７００℃）に基板を加熱・昇温しなければならない。また、転写完了後は、ガラス基板の表面が充分に硬化するまでガラス基板を冷却しなければならない。このため、昇温および冷却に時間を要し、スループットを高めることができない。
【００２１】
更に、加熱式直接インプリント法では、冷却過程で生じる基板の収縮を抑制して基板の表面形状を高い精度で制御することが要請される。このため、基板を冷却する際、２つの基板面にそれぞれ対応する２つの金型の温度プロファイルや圧力プロファイルなどのインプリント条件を緻密にコントロールしなければならない。従って、基板の冷却速度を高めることは非常に困難であり、スループットと歩留りの両方を向上させることができない。
【００２２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板の表面が高い精度で平坦化され、必要に応じてナノオーダーレベルの凹凸形状を高いスループットで形成できる磁気記録媒体用基板の製造方法を提供することにある。
【００２３】
本発明の他の目的は、上記の磁気記録媒体用基板を備えた磁気記録媒体を提供することにある。
【００２４】
本発明の更に他の目的は、上記の磁気記録媒体用基板を製造することができる装置や、モールドに形成されたナノオーダーレベルの凹凸形状を基板の表面に効率よく転写することが可能な転写方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明に係る磁気記録媒体用基板の製造方法は、モールドを基板の表面に接触させ、前記基板の表面に圧力を印加する工程と、前記基板の表面にレーザ光を照射することにより、前記基板の表面を加熱して前記モールドの表面形状を基板の表面に転写する転写工程と、を包含する。
【００２６】
好ましい実施形態において、前記転写工程は、前記基板の融点以上の温度まで前記基板の表面を加熱して溶融する工程、または前記基板の表面におけるガラス転移点以上の温度まで前記基板の表面を加熱して軟化する工程を含む。ここで、前記レーザ光に対する前記基板の光吸収係数は、前記レーザ光に対する前記モールドの光吸収係数に比べて大きいことが好ましい。
【００２７】
他の好ましい実施形態において、前記基板は、転写層と、前記転写層を支持する基材とを有しており、前記転写工程は、前記転写層に前記レーザ光を照射することにより、前記転写層を加熱して前記モールドの表面形状を転写層に転写する工程である。ここで前記転写工程は、前記転写層の融点以上の温度まで前記転写層を加熱して溶融する工程、または前記転写層のガラス転移点以上の温度まで前記転写層を加熱して軟化する工程を含む。前記レーザ光に対する前記転写層の光吸収係数は、前記レーザ光に対する前記基材の光吸収係数よりも大きいことが好ましい。前記レーザ光に対する前記モールドの光吸収係数は、前記レーザ光に対する前記転写層の光吸収係数よりも小さいことが好ましい。前記レーザ光は、前記モールドを介して照射されることが好ましい。前記基板は、シリコンまたはゲルマニウムから形成されている転写層と、前記転写層を支持するガラスから形成されている基材とを有していることが好ましい。前記転写工程は、波長が２００〜３００ｎｍのレーザ光を前記転写層に転写することによって転写層を加熱することが好ましい。
【００２８】
好ましい実施形態において、前記モールドは、磁気記録媒体の記録ビットまたは記録トラックに対応した凹凸形状を有している。ここで、前記転写層の厚さは、前記モールドに形成された凹凸形状の高さよりも大きいことが好ましい。
【００２９】
本発明の磁気記録媒体は、上記いずれかの製造方法によって得られた磁気記録媒体用基板と、前記基板上に形成された記録層または高透磁率軟磁性層とを備えている。
【００３０】
好ましい実施形態において、前記記録層または高透磁率軟磁性層は、前記磁気記録媒体用基板の表面に転写された形状により、記録ビット単位または記録トラック単位で磁気的に分離された複数の部分を有している。
【００３１】
本発明に係る磁気記録媒体用基板の製造装置は、モールドを基板の表面に接触させ、前記基板の表面に圧力を印加する圧力印加手段と、前記基板の表面にレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、を備えており、前記レーザ光照射手段により、前記基板の表面を加熱して前記モールドの表面形状を基板の表面に転写する。
【００３２】
本発明の転写方法は、モールドを基板の表面に接触させ、前記基板の表面に圧力を印加する工程と、前記基板の表面にレーザ光を照射することにより、前記基板の表面を加熱して前記モールドの表面形状を基板の表面に転写する転写工程と、を包含する。
【００３３】
好ましい実施形態において、前記基板は、転写層と、前記転写層を支持する基材とを有しており、前記転写工程は、前記転写層に前記レーザ光を転写することにより、前記転写層を加熱して前記モールドの表面形状を転写層に転写する工程を含む。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係る磁気記録媒体用基板の製造方法によれば、レーザ光の照射によって基板の表面が短時間で高温まで加熱されると共に、転写完了後の基板の表面は速やかに固化するため、従来の「加熱式直接インプリント法」では実現することができなかった、高スループットおよび高歩留まりの両方を低コストで達成することができる。
【００３５】
本発明の製造方法において、転写層と、上記転写層を支持する基材とを有する基板を用い、当該転写層にレーザ光を照射する方法は、好ましい実施形態である。この実施形態によれば、転写層を有しない基板を用いた実施形態よりも、より低い出力のレーザ光で転写対象物への転写を行うことが可能である。また、同じレーザ光源を用いた場合、より低出力で加工できる本発明では、照射面積を広くすることができるために基板の大面積化を容易に実現できるという効果も得られる。
【００３６】
本発明の転写方法によれば、モールドの表面に形成されたナノオーダーレベルの凹凸形状を低コスト・高スループットで基板の表面に極めて短時間に転写することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
従来の加熱式直接インプリント法によって磁気記録媒体用基板を製造する場合、ヒーターなどの加熱手段によって基板を所定温度（ガラス転位点から軟化点程度の温度）に加熱する必要があるため、スループットが低下し、製造コストが上昇している。本発明者は、パターン転写対象である基板の表面にレーザ光を照射して加熱することにより、微細なパターンの転写を高いスループットで実現できることを見出し、本発明を想到するにいたった。
【００３８】
（実施形態１）
まず、図１（ａ）から（ｃ）を参照して、本発明による磁気記録媒体用基板の製造方法の第１の実施形態を説明する。図１（ａ）から（ｃ）は、本実施形態における磁気記録媒体用基板の製造工程を模式的に示す工程断面図である。
【００３９】
本実施形態では、表面に凹凸パターンが形成されていない平坦度の高い表面を有するモールド２を用いて磁気記録媒体用基板を製造する。
【００４０】
まず、図１（ａ）に示すように、粗加工された状態にある基板１の表面にモールド２を接触させ、プレス装置（不図示）を用いて基板１の表面に圧力を印加する。本実施形態で好適に使用され得るプレス装置（インプリント装置）の詳細は後述する。
【００４１】
次に、図１（ｂ）に示すように、モールド２によって押圧された状態の基板１の表面にレーザ光３を照射し、基板１の表面を加熱する。レーザ光３は、モールド２を透過し、基板１の表面に効率良く吸収される波長を有することが好ましい。レーザ光３の強度および照射時間は、印加圧力でモールド２のパターンを転写できる温度まで基板１の表面を加熱するレベルにあることが必要である。
【００４２】
本実施形態では、レーザ光３の照射による基板１の加熱を開始する前に、モールド２の表面を基板１に当接し、圧力を印加している。基板１の表面に印加する圧力は、例えば０．１〜１００ＭＰａの範囲に設定され得るが、使用する基板１およびモールド２の材料、形状、サイズなどに応じて適切に設定すれば良い。
【００４３】
本実施形態によれば、レーザ光の照射によって基板の表面が短時間（例えば１ミリ秒以下）で加工可能な温度に加熱されるため、従来の加熱手段を用いたインプリント法における加工時間よりも、極めて短時間でパターンの転写を行なうことが可能になる。
【００４４】
ここで、レーザ光３の照射によって加熱される「基板１の表面」の深さは、モールド２の形状が転写される深さを少なくとも含んでいれば良い。例えば、深さ数十ｎｍの凹凸パターンが形成されたモールド２を使用する場合、基板１の表面において転写可能温度まで加熱される領域の深さは、数十〜２００ｎｍ程度の範囲内にあれば充分である。ただし、本実施形態のように、粗加工された状態の基板１に平坦度の高い表面を形成する場合は、基板１の表面における凹凸が大きかったり、あるいは基板１が湾曲などして平坦度が低下している可能性がある。このような場合は、基板１の表面から深い部分まで加熱し、軟化・溶融することが好ましい。
【００４５】
本実施形態では、レーザ光３の照射によって基板１の表面を加熱し、少なくとも表面領域を溶融することより、モールド２の表面パターンを基板１に転写している。しかし、基板１の材料によっては、必ずしも表面を溶融する必要はなく、軟化するレベルまで昇温すればよい場合がある。
【００４６】
レーザ光３の照射によって基板１の表面を軟化させる場合は、基板１の表面をガラス転移点以上の温度まで加熱することが必要であるが、融点以上の温度まで加熱して上記基板１の表面を溶融する必要はない。一方、レーザ光３の照射によって基板１の表面を溶融させる場合は、基板１の表面領域を融点以上の温度まで加熱することが必要である。具体的には、基板としてシリコン（融点：約１４１４℃）を使用するとき、圧力を０．１〜１００ＭＰａの範囲に制御し、下記条件のレーザ光を照射すれば、モールドパターンの転写を効果的に行なうことができる。
【００４７】
波長          ：  ２４８ｎｍ
パルス幅      ：  ２０ナノ秒
照射回数      ：  １
パワー密度    ：  １．５Ｊ／ｃｍ2
【００４８】
本実施形態によれば、基板１の表面は短時間で溶融するため、モールド２の表面に形成された形状は、極めて短時間（約１ミリ秒以内）で基板１の表面に転写されることになる。従来の加熱式直接インプリント法では、基板１への転写に概ね、転写前後に必要な加熱、冷却を含め、５分間以上要していたことを考慮すると、本実施形態によって生産効率が著しく上昇する。
【００４９】
なお、レーザ光源の出力が低い場合は、照射面積を狭めて、所定のパワー密度（光源の出力を照射面積で割った値）を確保した上で、モールドを基板内で移動させながら、繰り返し本転写工程を行う、いわゆるステップ・アンド・リピートを行うことも可能である。
【００５０】
従来の加熱式直接インプリント法によれば、転写時には基板のみならず、モールドも例えばガラス転移点以上の温度まで（約５００〜７００℃）加熱することが必要であったが、本発明によれば、モールド２を意図的に高温に加熱する必要はない。
【００５１】
レーザ光照射終了後は、図１（ｃ）に示すように、モールド２の形状が転写された基板１をモールド２から離すことによって転写プロセスが完了する。本実施形態によれば、基板１の表面は、レーザ照射を停止した後、速やかに冷却され、固化する。このため、レーザ照射の停止後、１０秒以内にモールド２を基板１から離すことができる。その結果、１回のプレス（転写）工程サイクルを１５秒以下に低減することが可能になる。従来の加熱式直接インプリント法では、概ね、５〜１０分程度の時間が必要であったことを考慮すると、本実施形態によって転写時間を大幅に短縮することができる。
【００５２】
本実施形態に用いられる基板１は、レーザ光３の照射によって基板１の表面が効率よく加熱されるよう、照射するレーザ光３に対する基板１の光吸収係数ができるだけ大きいことが必要である。一方、本実施形態では、モールド２を透過するようにレーザ光３を基板１の表面に照射するため、レーザ光３に対するモールド２の光吸収係数はできるだけ小さいことが好ましい。更に、基板１の表面にモールド２を接触させて圧力を印加していることから、モールド２は、機械的強度ができるだけ大きい材料から形成されていることが好ましい。このような要件を満足するモールド２の材料としては、例えば、サファイアや石英などが好ましい。
【００５３】
モールド２の表面形状は、基板１の表面に所定の形状を付与することが可能な形状であれば、どのような形状であってもよい。すなわち、本実施形態のように表面が高い精度で平坦化されたモールドを使用しても良いし、後述する実施形態２のように、微細な凹凸パターンを有するように表面が加工されたモールドを使用しても良い。
【００５４】
（実施形態２）
次に、図２（ａ）から（ｅ）を参照しながら、本発明による磁気記録媒体用基板の製造方法の第２の実施形態を説明する。
【００５５】
本実施形態２における製造方法と実施形態１における製造方法とは、使用する基板１及びモールド２の表面形状が相違する点を除けば、同じである。従って、圧力印加方法及びレーザ光照射手段の詳細などは、実施形態１と同じであり、詳細な説明をここでは繰り返さない。
【００５６】
本実施形態では、表面が加工されていない平坦な基板を用いている。また、モールド２の表面には図２（ａ）に示すように、微細な凹凸パターン、すなわち、ピッチ及び深さが共にナノオーダーレベルの凹凸形状を有していて磁気記録媒体の記録ビットまたは記録トラックに対応した凹凸パターンが形成されている。
【００５７】
まず、図２（ａ）に示すように、微細加工が施されたモールド２を基板１の表面に接触させ、プレス装置（不図示）を用いて基板１の表面に圧力を印加する。基板１の表面に印加する圧力は、例えば０．１〜１００ＭＰａの範囲に設定され得る。
【００５８】
次に、図２（ｂ）に示すように、モールド２によって押圧された状態の基板１の表面にレーザ光３を照射し、基板１の表面を加熱し溶融する。レーザ光３の照射条件は、実施形態１について説明した条件と同様である。このレーザ照射工程により、基板１の溶融表面にモールド２の微細な凹凸パターンが転写される。
【００５９】
レーザ光３の照射を停止し、基板１の表面において溶融した部分が凝固した後、図２（ｃ）に示すように、モールド２を基板１から引き離す。この段階で基板１に表面には、モールド２の微細パターンが転写された凹凸形状を有している。
【００６０】
次いで、図２（ｄ）に示すように、基板１の凹凸が形成された面に記録層４を堆積する。記録層４は、磁気記録媒体の分野で通常用いられる磁性膜から形成されており、例えばコバルト系合金（ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＰｔなど）などから形成される。記録層４は、スパッタ法などの公知の方法によって基板上に容易に形成することができる。
【００６１】
この後、図２（ｅ）に示すように、記録層４の上面を研磨するなどして平坦化する。このとき、記録層４のうち、基板表面の凸部上に位置する部分は除去され、凹部内に位置する部分のみが残存するように平坦化を実行する。その結果、記録層４は、基板１の表面に転写された凹凸パターンによって規定される記録ビット単位または記録トラック単位で磁気的に分離された領域４Ａ、４Ｂから構成されることになる。
【００６２】
このようにして得られた記録層４上に、不図示の保護層および潤滑層を順次堆積することにより、本実施形態の磁気記録媒体が得られる。
【００６３】
記録層４を含む積層構造は、スパッタ法などの公知の方法で形成される。
【００６４】
このようにして得られた磁気記録媒体は、記録層４Ａ、４Ｂが記録ビット単位または記録トラック単位で磁気的に分離されているため、微細な凹凸パターンが形成されていない記録層を備えた「連続記録媒体」に比べて、遷移領域や記録フリンジに起因するノイズを著しく低減することができる。その結果、高記録密度の磁気記録媒体が得られる。
【００６５】
更に、本実施形態によれば、記録ビットまたは記録トラックに対応したナノメーターオーダーの形状を基板の表面に短時間で形成することができるため、高スループットかつ低コストで磁気記録媒体を量産することが可能になる。従って、前述したパターンド媒体やディスクリートトラック型媒体を低コストで提供できるようになる。
【００６６】
図３は、本実施形態に係る磁気記録媒体の他の構成例を模式的に示す断面図である。図３の磁気記録媒体の構成は、基板１と記録層４との間に形成された高透磁率軟磁性層５を有している点で図２（ｅ）に示す磁気記録媒体の構成と異なっている。
【００６７】
図３に示す高透磁率軟磁性層５は、図２（ｄ）および（ｅ）を参照しながら説明した記録層４の形成法と同じ方法によって基板１上に形成され得る。具体的には、まず、前述した方法によって記録ビットまたは記録トラックに対応するモールド２の凹凸パターンを基板１の表面に転写した後、基板１の表面に高透磁率軟磁性層５をスパッタ法などの公知の方法によって堆積する。高透磁率軟磁性層５は、磁気記録媒体に通常用いられる磁性膜から形成されており、例えばＮｉＦｅ（パーマロイ）、ＮｉＦｅＭｏ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＡｌＳｉなどの磁性材料から形成される。次いで、高透磁率軟磁性層５を研磨するなどして平坦化することにより、高透磁率軟磁性層５を記録ビット単位または記録トラック単位で磁気的に分離する。その後、スパッタ法などの方法により、高透磁率軟磁性層５上に記録層４を堆積した後、更に不図示の保護層および潤滑層を順次積層すればよい。
【００６８】
（実施形態３）
次に、図４（ａ）から（ｃ）を参照しながら、本発明による磁気記録媒体用基板の製造方法の第３の実施形態を説明する。図４（ａ）から（ｃ）は、本実施形態における磁気記録媒体用基板の製造工程を模式的に示す工程断面図である。本実施形態では、基材７の上に転写層６が形成された基板を用い、表面に凹凸パターンが形成されていない平坦度の高いモールド２で転写を行なう。
【００６９】
まず、図４（ａ）に示すように、レーザ光を効率よく吸収する転写層６が基材７上に形成された基板を用意する。基材７の表面は粗加工された状態にあり、その上に堆積された転写層６の表面も粗い。
【００７０】
次に、プレス装置（不図示）により、モールド２を転写層６に押し当て、その後に、レーザ光３の照射を行う。
【００７１】
本実施形態では、基材７の上に転写層６を形成しているため、レーザ光３を吸収しにくい材料（ガラスなど）から形成された基材７を使用することが可能になる。更に、本実施形態では、転写層６を有していない基板を使用する実施形態１に比べて、より低い出力のレーザ光で転写層６を充分に加熱できる。これは、ガラスなどのように熱伝導率が比較的に低い材料から形成された基材７を用いることにより、レーザ光３が照射されて加熱された転写層６から基材７への熱拡散が抑制作用され、転写層６が効率よく加熱されるからである。また、基材７と転写層６との界面におけるレーザ光３の反射が生じるため、転写層６によるレーザ光３の吸収量が増加し、これによっても転写層６の加熱を効率的に行なうことが可能になる。
【００７２】
転写層６として好ましい材料はレーザ光３の波長などによって異なるが、波長が２００〜３００ｎｍのレーザ光３を照射する場合は、シリコンやゲルマニウムなどの半導体材料から転写層６を形成することができる。シリコンの光吸収係数は、波長が２００〜３００ｎｍのレーザ光に対して最大となるため、効率良く加熱される。一方、ゲルマニウムは、波長が２４８ｎｍのレーザ光に対してシリコンと同程度の光吸収係数を有するとともに、シリコンよりも比熱が小さく、融点が低いという特徴を有している。このため、ゲルマニウムから転写層６を形成すると、シリコンから転写層６を形成した場合に比べ、より低い出力のレーザ光でパターンの転写が可能になる。
【００７３】
転写層６の好ましい厚さは、転写すべき形状に応じて決定される。本実施形態のように、表面が平坦なモールド２を使用する場合は、転写層６の厚さを１０〜１００ｎｍと非常に薄くすることができるため、レーザ光３の照射によって転写層６のほぼ全体を溶融することが可能である。
【００７４】
転写層６は、スパッタ法などに代表される公知の薄膜堆積方法を用いて基材７の上に任意の厚さに形成される。転写層６の表面形状は、特に限定されず、図４（ａ）に示すように、表面に凹凸が存在する状態にあっても良いし、後述する実施形態５のように表面が平坦な転写層を用いても良い。
【００７５】
本実施形態では、基材７の上に転写層６が直接形成された基板を使用しているが、本発明は、このような場合に限定されない。例えば、基材７と転写層６との間に高透磁率軟磁性層などの中間層を挿入してもよい。
【００７６】
モールド２が基板に印加する圧力は、例えば０．１〜１００ＭＰａの範囲に設定され得るが、使用する転写層６、基材７およびモールド２の材料、形状、サイズなどに応じて適切に設定すれば良い。
【００７７】
本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、モールド２によって押圧された状態の転写層６に対し、モールド２を透過するようにレーザ光３を照射している。このため、レーザ光３は、モールド２を透過し、転写層６に効率良く吸収される波長を有することが好ましい。
【００７８】
なお、本実施形態におけるレーザ光３の照射方向は、図４（ｂ）に示す方向に限定されず、基材７の下方から基材７を透過するようにして転写層６を照射しても良い。この場合、基材７はレーザ光３に対して透明であることが好ましい。
【００７９】
レーザ光３の照射によって転写層６を軟化させる場合は、転写層６をガラス転移点以上の温度まで加熱することが必要であるが、融点以上の温度まで加熱して上記転写層６を溶融する必要はない。一方、レーザ光３の照射によって転写層６を溶融させる場合は、転写層６を融点以上の温度まで加熱することが必要である。
【００８０】
レーザ光照射終了後は、図４（ｃ）に示すように、モールド２の形状が転写された転写層６と基材７とをモールド２から離すことによって転写プロセスが完了する。本実施形態によれば、転写層６は、レーザ照射を停止した後、速やかに冷却され、固化する。このため、レーザ照射の停止後、１０秒以内にモールド２を転写層６と基材７とから離すことができる。その結果、１回のプレス（転写）工程サイクルを１５秒以下に低減することが可能になる。
【００８１】
本実施形態に用いられる転写層６は、レーザ光３の照射によって転写層６が効率よく加熱されるよう、照射するレーザ光３に対する転写層６の光吸収係数ができるだけ大きいことが必要である。
【００８２】
（実施例１）
以下、本実施形態の具体的な実施例を説明する。
【００８３】
まず、ＲＦスパッタ法を用い、Ｒａが１．２ｎｍ、Ｗａが０．８ｎｍのガラス基材上に厚さ５０ｎｍのシリコン転写層を形成することによって、面粗さ（Ｒａ）が１．１ｎｍ、微小うねり（Ｗａ）が０．８ｎｍの基板を用意した。ここで、Ｒａは、原子間力顕微鏡によって測定された値であり、Ｗａは走査型白色干渉法によって測定した結果をカットオフ波長が５０μｍのローパスフィルターを透過させて測定した値である。
【００８４】
次に、表面のＲａおよびＷａが共に０．３ｎｍの石英製モールドを用い、下記の条件に従って転写層への転写を行った。
【００８５】
圧力            ：  １ＭＰａ
波長            ：  ２４８ｎｍ
パルス幅        ：  ２０ナノ秒
照射回数        ：  １ショット
パワー          ：  ０．１２Ｊ／ｃｍ2
【００８６】
転写後の転写層のＲａ及びＷａは共に、０．３ｎｍであり、転写工程に要した時間は１秒以下であった。本実施例によれば、モールドに形成された十分の１ｎｍレベルの凹凸パターンを高い精度で短時間に転写することができた。
【００８７】
（実施形態４）
次に、図５（ａ）から（ｅ）を参照しながら、本発明による磁気記録媒体用基板の製造方法の第４の実施形態を説明する。
【００８８】
本実施形態４における製造方法と実施形態３における製造方法とは、使用する基材７、転写層６及びモールド２の表面形状が相違する点を除けば、同じである。従って、圧力印加方法及びレーザ光照射手段の詳細などは、実施形態３と同じであり、その詳細な説明は省略する。
【００８９】
本実施形態では平坦な表面を有する基材７上に形成された転写層６にモールド２の表面形状を転写する。
【００９０】
まず、図５（ａ）に示すように、表面に微細加工が施されたモールド２を転写層６に接触させ、プレス装置（不図示）を用いて転写層６に圧力を印加する。転写層６に印加する圧力は、例えば０．１〜１００ＭＰａの範囲に設定され得る。本実施形態で用いるモールド２に形成された凹凸パターンのピッチおよび深さは、ナノオーダーレベルの大きさを有しており、磁気記録媒体の記録ビットまたは記録トラックを規定する形状を有している。
【００９１】
次に、図５（ｂ）に示すように、モールド２によって押圧された状態の転写層６にレーザ光３を照射し、転写層６を加熱し溶融する。レーザ光３の照射条件は、実施形態３について説明した条件と同様である。このレーザ照射工程により、転写層６の溶融表面にモールド２の微細な凹凸パターンが転写される。
【００９２】
レーザ光３の照射を停止し、転写層６において溶融した部分が凝固した後、図５（ｃ）に示すように、モールド２を転写層６と基材７とからなる基板から引き離す。この段階で転写層６は、モールド２の微細パターンが転写された凹凸形状を有している。
【００９３】
次いで、図５（ｄ）に示すように、転写層６の凹凸パターンが形成された面上に記録層４を堆積する。記録層４の種類および形成方法は、実施形態２と同様である。
【００９４】
次に、図５（ｅ）に示すように、記録層４の上面を研磨するなどして平坦化する。このとき、記録層４のうち、転写層の凸部上に位置する部分は除去され、凹部内に位置する部分のみが残存するように平坦化を実行する。その結果、記録層４は、転写層６に転写された凹凸パターンによって規定される記録ビット単位または記録トラック単位で磁気的に分離された領域４Ａ、４Ｂから構成されることになる。このようにして得られた記録層４上に、不図示の保護層および潤滑層を順次堆積することにより、本実施形態の磁気記録媒体が得られる。記録層４を含む積層構造は、スパッタ法などの公知の方法で形成される。
【００９５】
本実施形態の磁気記録媒体では、記録層４の領域４Ａ、４Ｂが記録ビット単位または記録トラック単位で磁気的に分離されているため、微細な凹凸パターンが形成されていない記録層を備えた「連続記録媒体」に比べて、遷移領域や記録フリンジに起因するノイズを著しく低減することができる。その結果、高記録密度の磁気記録媒体が得られる。
【００９６】
更に、本実施形態によれば、記録ビットまたは記録トラックに対応したナノメーターオーダーの形状を基板の表面に短時間で形成することができるため、高記録密度の磁気記録媒体を高スループット・低コストで提供される。
【００９７】
図６は、本実施形態の製造方法で製造される磁気記録媒体の他の構成例を模式的に示す断面図である。図６の磁気記録媒体は、基材７と転写層６との間に高透磁率軟磁性層５からなる中間層が形成されている点を除けば、図４（ｅ）に示す磁気記録媒体の構成と同様の構成を有している。
【００９８】
高透磁率軟磁性層５は、実施形態２において記録層４を形成した方法と同じ方法によって転写層６の上に形成すれば良い。具体的には、まず、前述した方法によって記録ビットまたは記録トラックに対応するモールド２の凹凸パターンを転写層６に転写した後、転写層６に高透磁率軟磁性層５をスパッタ法などの公知の方法によって形成する。次いで、高透磁率軟磁性層５を研磨するなどして平坦化することにより、高透磁率軟磁性層５は記録ビット単位または記録トラック単位で磁気的に分離される。
【００９９】
その後、スパッタ法などの公知の形成方法により、高透磁率軟磁性層５上に記録層４を堆積した後、更に不図示の保護層および潤滑層を順次積層することにより、磁気記録媒体が得られる。
【０１００】
図７は、本実施形態の製造方法で作製される磁気記録媒体の他の構成例を模式的に示す断面図である。図７の磁気記録媒体は、転写層６に形成された凹部と記録層４の間に高透磁率軟磁性層５が形成されている点で、図５の構成と相違している。高透磁率軟磁性層５は、図５の磁気記録媒体において記録層４を形成した手順と同じ手順によって基材上に形成することができる。図７に示される軟磁性層５は、転写層６の凸部によって相互に分離された複数の領域から構成されている。
【０１０１】
（実施形態５）
次に、図８を参照しながら、本発明による磁気記録媒体用基板の製造装置（インプリント装置）の実施形態を説明する。図示されている装置は、モールド２を基板の表面に接触させ、基板の表面に圧力を印加する圧力印加手段と、基板の表面にレーザ光を照射するレーザ光照射手段とを備えている。
【０１０２】
本実施形態における圧力印加手段は、基板を保持する台座１０と、モールド２を基板の表面に接触させる押さえ板８と、押さえ板８の両端に配置されて台座１０と押さえ板８とを留めるクランプ９と、クランプ９と台座１０とを固定して基板の表面に圧力を印加するネジ１１とから構成されている。
【０１０３】
なお、図８に示す装置では、モールド２と押さえ板８とは一体化されておらず、それぞれが独立した部品から構成されている。この理由は、以下に説明するように、モールド２をできるだけ薄くするためである。すなわち、モールド２の表面に微細なパターンを形成するためには、露光装置やエッチング装置を用いて微細加工プロセスを実行する必要があるが、これらの装置は、典型的には厚さ１ｍｍ以下の半導体ウェハ上にパターンを形成するように設計されている。このため、モールド２が厚くなりすぎると、これらの既存の装置を用いてモールド２の表面に微細なパターンを形成することが困難になる。モールド２を薄く形成するためには、押さえ板８をモールド２とは別の部品として構成することが好ましい。モールド２の好ましい厚さの範囲は、０．５ｍｍ〜５０ｍｍである。
【０１０４】
なお、モールド２の表面に微細なパターンを形成した後は、押さえ板３をモールド２の裏面に貼り付け、これらを一体化してもよい。また、比較的厚いモールド２に対して微細加工を施すことのできる露光装置やエッチング装置があれば、モールド２と押さえ板８とを同一の材料（例えば石英）から一体的に形成することも可能である。
【０１０５】
図８のインプリント装置では、ネジ１１を締めることにより、モールド２で転写層６を押圧しているが、基板に圧力を印加する方法は、このような場合に限定されない。ネジ１１を用いる代わりに、圧縮空気などの気体、または液体を用いて加圧を実行しても良い。
【０１０６】
本実施形態におけるレーザ光照射手段は、押さえ板８の裏面から転写層６に向けてレーザ光３を照射する位置に配置されている。このため、レーザ光照射手段から放射されたレーザ光３は、押さえ板８およびモールド２を透過して転写層６に入射する。したがって、モールド２のみならず、押さえ板８もレーザ光を効率よく透過する材料から形成されることが必要である。
【０１０７】
ただし、レーザ光３の照射方向は、図８に示す例に限定されない。台座１０および基材７がレーザ光を透過する材料から形成されている場合は、これらを透過するように下方からレーザ光を転写層６に照射してもよい。
【０１０８】
レーザ光３の種類は、転写層６を短時間に充分加熱し得るものであれば特に限定されない。高出力で短時間に転写層６を溶融するには、レーザ光照射手段としてエキシマレーザ装置を使用することが好ましい。
【０１０９】
（実施例２）
次に、図８のインプリント装置を用いて本発明の磁気記録媒体を製造する実施例を説明する。
【０１１０】
本実施例では、ＲＦスパッタ法を用い、直径２６ｍｍの円盤状ガラス製基材７に厚さが５０ｎｍのシリコン製転写層６を形成することにより、表面が平坦な基板を用意した。モールド２は、基板と同じ直径を有する石英から形成されている。モールド２の表面には、誘導結合型プラズマソースを備えたドライエッチ装置により、半径１０ｍｍの位置を中心とした１５０ｎｍの周期で幅７０ｎｍ、段差３０ｎｍの同心円状ラインを１０００本形成した。
【０１１１】
次に、上記の基板とモールド２とを台座１０にセットした後、ネジ１１を締めることにより、基板の表面に約５ＭＰａの圧力を印加した。この後、押さえ板８の裏面から転写層６に向けてレーザ光３を照射した。レーザ光の波長は２４８ｎｍ、パルス半値幅は２５ｎ秒であり、エキシマレーザ装置を光源として用いた。照射時のレーザ光強度（パワー）は０．１２Ｊ／ｃｍ2、照射領域の形状は直径約３０ｍｍの円形、照射回数は１回とした。
【０１１２】
本実施例におけるレーザ光強度は、転写層を有しない基板を用いたときに施されるレーザ光強度（約１．５Ｊ／ｃｍ2）の約十分の１以下に相当する。
【０１１３】
レーザ光照射終了後、ネジ１１を緩め、モールド２の表面形状が転写された基板からモールド２を離した。転写完了後の基板表面を原子間力顕微鏡で観察した結果、モールド２に施された段差と同じ３０ｎｍの段差が基板の表面にも形成されていることが確認された。
【０１１４】
このように本実施例によれば、モールド２の表面に形成された数十ナノオーダーレベルの凹凸形状を基板の転写層に精度良く極めて短時間に転写することができた。
【０１１５】
なお、本発明による転写方法は、モールドを基板の表面に接触させ、基板の表面に圧力を印加する圧力印加工程と、基板の表面にレーザ光を照射することにより、基板の表面を加熱してモールドの表面形状を転写する転写工程とを包含している。この転写方法は、本発明の磁気記録媒体用基板を製造するのに有用であるのみならず、半導体やディスプレーデバイスを始めとする、微細加工を要する電子デバイスなどを製造するのにも好適に用いられる。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明によれば、ナノオーダーレベルで表面形状が整えられた高記録密度磁気記録媒体用基板を低コスト・高スループットで量産できるため、産業上極めて有用である。
【０１１７】
また、本発明による磁気記録媒体は、記録層または高透磁率軟磁性層が記録ビット単位または記録トラック単位で磁気的に分離されているため、記録密度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】（ａ）から（ｃ）は、実施形態１における製造工程を模式的に示す工程断面図である。
【図２】（ａ）から（ｅ）は、実施形態２における製造工程を模式的に示す工程断面図である。
【図３】実施形態２の製造方法で作製され得る磁気記録媒体の他の構成例を模式的に示す断面図である。
【図４】（ａ）から（ｃ）は、実施形態３における製造工程を模式的に示す工程断面図である。
【図５】（ａ）から（ｅ）は、実施形態４における製造工程を模式的に示す工程断面図である。
【図６】実施形態４の製造方法で作製され得る磁気記録媒体の他の構成例を模式的に示す断面図である。
【図７】実施形態４の製造方法で作製され得る磁気記録媒体の更に他の構成例を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明に用いられる代表的な形状転写装置の構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１  基板
２  モールド
３  レーザ光
４  記録層
４Ａ、４Ｂ  記録層において磁気的に分離された個々の領域
５  高透磁率軟磁性層
６  転写層
７  基材
８  押さえ板
９  クランプ
１０  台座
１１  ネジ
【図１】
2005353129.tif 000003
【図２】
2005353129.tif 000004
【図３】
2005353129.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005353129.tif 000007
【図６】
2005353129.tif 000008
【図７】
2005353129.tif 000009
【図８】
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